工業互聯網趨勢范文
時間:2023-12-25 17:38:45
導語:如何才能寫好一篇工業互聯網趨勢,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
縱覽全球,美國在2012年成立了先進制造業委員會,主要目標是加速美國信息制造業的發展;德國在2013年提出了“工業4.0”,旨在支持工業領域新一代革命性技術的研發與創新,保持德國的國際競爭力。而我國在2012年才剛剛啟動工業互聯網的構想。“從時間上看,我國比人家落后了三年?!焙畏e豐院士說道:“也因此,工業互聯網的發展面臨著一些挑戰,計算、通信、物理的深度融合亟需發展新的設計范式和模型,信息與物理設施領域鏈接與融合亟需新的研究方法和技術工具,針對工業互聯網需求亟待建立新的軟硬件底層架構、平臺與工業智能系統,同時也亟需研究工業互聯網的設計體系與關鍵技術?!?/p>
由于工業互聯網打開了與信息世界連接的通道,所以工業互聯網使得閉環公司在產生新的鏈接模式和商業模式的同時,也面臨著信息世界的諸如病毒、黑客等安全威脅。針對此,何積豐院士指出:工控系統需要采用縱深防御的安全理念,以被保護的工業控制系統為核心,構建多層級縱深防御體系。
工控安全面臨嚴峻形勢
何積豐院士毫不諱言,直言現在的工控系統面臨著嚴峻的安全形勢,這包括五個方面:一是隨著硬件元器件的可靠性越來越高及冗余技術的使用,安全問題的矛盾主要集中于軟件,軟件安全性面臨嚴峻形勢;二是工控信息安全標準需求強烈,標準制定工作正全面推進;三是隨著自動化系統IT化,傳統邊界防護難以滿足工業控制環境;四是行業內尚未形成統一氣侯,需要整合自動化與信息安全公司優勢,帶動產業全面發展;五是工控安全防護技術雖然正迅速發展并在局部開始試點,但距離大規模部署和應用有一定差距。
同時,他也指出,在建設工業互聯網過程中,目標是要圍繞其控制、計算與通信的核心特征,構建工業互聯網的設計體系,研究工業互聯網的共性關鍵技術,形成的工業互聯網設計驗證環境,為工業互聯網系統的研發、生產、安全等各層面提供理論與技術支撐。
在這一目標指引下,重點方向有八個,分別是建模與設計理論和方法、系統結構設計與實現模型、系統驗證技術、大數據技術、安全防護技術、軟硬件協同開發平臺、系統的技術標準與行業標準、面向國家重大應用需求行業的示范應用與成果轉化。
何積豐院士從專業的角度,分析了工業控制系統的安全隱患。他說:“工控系統大多采用通用協議、通用軟件、通用硬件,其漏洞為系統安全帶來極大隱患。威脅主要來自兩方面,第一個方面是系統相關的威脅,主要是指軟件漏洞所造成的威脅,例如:攻擊者使用軟件漏洞傳播惡意代碼;攻擊者使得系統棧溢出;第二個方面是過程相關的威脅,主要是指在生產過程遭受的攻擊,包括影響現場設備訪問控制的威脅;影響中央控制臺的威脅。潛在的攻擊途徑有遠程支持、防火墻策略、筆記本和串口、無線和合作網絡。入侵途徑主要通過企業廣域網及商用網絡方式為主,同時通過工控系統與Internet的直接連接、可信第三方連接、經撥號調制解調器、無線網絡、電信網絡、虛擬網絡連接等方式?!?/p>
五大安全策略保障工控安全
何積豐院士指明了安全基本策略和具體防御措施。
安全基本策略有三個要求:通信可控、區域隔離、報警追蹤。從整個架構來說,縱深防御是基本,共有五條防線:第一道防線是第三方商用防火墻;第二道防線是聯合安全網關;第三道防線是工業PC安全防護;第四道防線是現場設備控制防護;第五道防線是安全可靠的現場設備。
篇2
似乎在意料之中,傳統工業受到互聯網影響所反應出的變化,不是在某一項標準中的微調,而是顯而易見的、甚至關乎生命的變化。甚至有人將互聯網帶給工業的這種改變,稱之為當之無愧的又一次工業革命。與此同時,互聯網本身也經歷著從未有過的工業化變革似的思考和更多想象不到的變化。無法像金融、汽車、移動那樣將互聯網與工業的融合作出合適的概括,這不是簡單的“1+1=2”似的疊加,而是更多挑戰機遇并存的大勢。
從工業的角度來說,兩化融合代表著工業與信息化相互影響的高度概括,而互聯網與工業的融合讓各種新模式新業態層出不窮,成為兩化深度融合最活躍最具代表性的新方向。一些積極擁抱互聯網的裝備企業正向服務型企業轉型,消費品、軟件、IT等企業正向互聯網平臺轉變,能源企業則可能向大數據信息服務拓展。一些傳統工業企業對抓住互聯網引發的產業變革機遇表現出了極大的熱情。
就像一場看不見硝煙的戰爭,互聯網與工業的融合不僅是實現兩化融合的渠道,還能夠打破工業信息化的困局,甚至攪動行業布局,產生新的競爭機會和利益焦點。每一階段的結果,不但代表著工業企業在融合中所遇到的所有變量,同時還代表著競爭中產生的思考,形成的新思路。
篇3
關鍵詞:互聯網金融;食品工業;融資模式;經營模式
食品工業是國民經濟的支柱性行業,關乎國計民生問題,隨著我國互聯網金融的快速發展,食品工業發展迎來新的契機。發展現代食品工業是我國經濟社會進步的重要表現,改變傳統融資模式和經營模式對促進食品工業發展具有關鍵性作用。在互聯網金融快速發展的今天,食品工業的發展生態有了明顯的變化,融資效率的提升和經營方式的轉變為食品工業的發展提供了動力。研究互聯網金融對食品工業發展的影響,能夠有效理解當前互聯網金融的發展邏輯,更加清晰了解互聯網金融對食品工業發展的影響方向和影響程度,能夠為食品工業發展的戰略規劃和企業轉型提供新思路。目前國內對這方面的研究較少,當前的研究主要集中在食品工業企業融資方式上,較為全面分析互聯網金融對食品工業發展的研究還需繼續推進。
1我國食品工業發展形勢良好
我國的食品工業已經逐漸擺脫了傳統模式下分散化、小規模的經營方式,逐漸發展成集約化、大規模的經營方式,具備了現代食品工業的特征。發展現代食品工業,用以逐步代替分散于一家一戶的食品加工是人類社會進步的重要體現[1],也是推動我國食品工業獲得長遠發展動力的重要保障。食品工業是主要以農業、漁業、畜牧業、林業等相關行業的產品或半成品為原料,以制造、提取、加工成食品或半成品為生產過程的連續而有組織的工業體系[2],是振興經濟的一大支柱[3]。我國食品工業在近些年取得了一定的發展成果,全國食品市場運行良好,并成為支柱性產業[4],我國食品進出口貿易量增增質優。根據《中國統計年鑒》的數據統計顯示,1952—1990年我國食品工業總產值從82.8億元增加到1360億元,增長幅度超過16倍之多。1991—2001年從2665.1億元增長到9870.2億元,2003—2007年食品工業產值平均增長率超過40%,增長幅度較大。另據行業協會的統計,2010年全國食品工業規模以上企業達到4萬多家,企業數量平均增長73.2%,2014年全國規模以上食品工業企業主營業務收入同比增長8%,實現利潤總額7581.4億元,其中農副食品加工業占工業總產值的4.93%。到了2015年,我國食品工業產值為11.34萬億,實現了在2010年基礎上翻一番的目標。從表1的統計結果分析,我國食品工業企業規模以上的企業數量2011—2015年平均以5.35%的速度增加,2011—2014年資產總量平均為54250.75億元,銷售收入2014年已經達到10萬億規模。通過分析表2的數據可以看出,我國食品產業區域空間布局以華東地區為主,其次為華中和華東地區,西北地區相對較為落后,這與我國區域經濟發展水平和地理特征密切相關。區域經濟發展失衡是我國經濟發展一個較為突出的問題,這在食品工業領域有同樣的表現,食品工業已經成為我國國民經濟的重要支柱性產業之一,在改善區域經濟失衡方面需要作出其應有的貢獻。從我國食品工業發展的進程來看,無論實在規模以上的企業數量、工業總產值還是實現的利潤總額都有較大幅度的提升,表明我國食品工業在國民經濟發展中的貢獻越來越高,重要性不言而喻。在互聯網金融發展日益壯大的今天,發展現代食品工業有必要借助互聯網金融浪潮進行改革創新,從經營模式和融資模式上進行轉變。截止目前,我國食品行業已經在互聯網金融發展的時代背景中有了新的發展方向。
2我國互聯網金融發展現狀
互聯網金融源自國外,在國內得到蓬勃發展,業務模式在國外已經成熟,但在國內還處在探索當中。互聯網金融是基于互聯網平臺的金融,包括互聯網平臺和金融功能兩大要素[5],從融資的角度看,互聯網金融屬于第三種金融模式[6],是異于間接融資和直接融資的一種新模式[7],構成了對傳統融資模式的補充?;ヂ摼W金融改變了傳統的金融行業,迫使傳統金融機構開始積極尋求變革之路,也催生出新的金融業務模式。此外,互聯網金融的興起也加速了征信、第三方支付、大數據等領域的發展,形成了一個綜合化、系統化的金融生態?;ヂ摼W金融在我國呈現出爆發性的增長趨勢。根據網貸之家的數據統計顯示,2017年2月份成交額1238.6億元,綜合利率9.77%,如表3所示。截至到2017年2月底,在運營P2P平臺5587家,行業平均利率9.80%,較上年下降了0.37%,下降幅度較低。網絡理財方面,2015年年底網絡理財用戶規模達到3.2億人,用戶規模增長了62.4%,增長規模較上年有所下降,2016年用戶規模增長34.7%,超過4.4億人次,互聯網信貸的用戶規模從2013年的0.5億人增長到2015年的1.3億人。區域分布上,P2P平臺以我國北京、上海、廣州等為核心聚集地,其中,2016年廣東P2P企業數量占比26.01%,居第一,貸款余額方面以北京最多,2016年達到3003.29億元,如表4所示。在當前監管日益趨嚴的背景下,互聯網金融再次表現出強勁的生命力和創新能力,紛紛尋求新的發展方向,并與食品工業發展的聯系不斷加強。例如,互聯網金融+農牧業已經逐漸開始成為我國食品工業領域的一大特色,包括農牧業電商平臺、農牧業倉儲物流、農牧業P2P網貸、農牧業第三方支付等已經取得較好的發展趨勢?;ヂ摼W金融強大的生產創造能力能夠為食品工業的發展提供更多的機遇,對食品工業的發展產生影響。
3互聯網金融對食品工業發展的影響
互聯網金融的發展對食品工業的發展究竟產生了什么樣的影響呢?綜合分析國內食品工業企業開展互聯網金融的發展形勢來看,互聯網金融在融資模式和經營模式上對食品工業的發展產生了重要影響,同時對人們的思維方式也產生了顛覆性的影響。融資模式方面,互網金融一方面為食品企業提供的新的融資渠道(如金包谷平臺),另一方面將傳統的融資渠道線上化(如平安銀行的橙e網),大大提高了融資的效率,降低了交易成本。經營模式方面,互聯網金融促使食品企業將傳統的經營方式進行升級改造(如在京東電商平臺銷售農副產品的企業),同時也不斷創造出新的經營模式(如專注于提供農產品服務的平臺以食唯天等)。從圖1可以看出,互聯網金融在融資模式和經營模式上對食品工業的發展都產生了重大影響,都對傳統模式提出了挑戰,也促進了新型模式的興起,同時促進傳統模式和新型模式實現新的融合。第一,互聯網金融為食品工業的發展提供了新的融資模式。融資難、融資貴是我國中小企業發展的一大瓶頸,源于金融壓抑和低效率的國有銀行的壟斷造成的信貸歧視[8],更有學者直接將中小企業融資難題歸結為以大銀行為主的高度集中的金融體制[9-11]。由于我國傳統的食品企業多以中小型為主,存在較為突出的融資難、融資貴的問題,融資困境開始成為制約食品工業發展的一大障礙[12]。隨著互聯網金融的興起,以P2P網貸為代表的融資模式為食品企業的發展提供了支持,高效、便捷的融資渠道對推動食品工業發展具有重要的促進作用。根據中國電子商務研究中心的數據分析,互聯網金融領域的資產管理規模從2013年的4548.5億元增長到2015年的17983.1億元,信貸余額從704.4億元增長到6633.8億元,如表5所統計。2016年上半年我國互聯網金融投融資市場案例共計174起,168家獲得融資企業總的融資金額為610億元人民幣,規模增長較2015年超過337%,單筆投融資額度有明顯的大幅度提升。當前是食品行業互聯網金融發展的特殊時期,需要食品企業順應潮流,突破行業發展的資金瓶頸,實現企業融資模式的轉變。第二,互聯網金融為食品工業的發展創造了新的經營模式。世界食品工業廣泛、普遍、不斷地采用高新技術,推動食品工業保持高速增長,由于我國大部分食品工業企業基本沿用傳統的生產工藝[13],慢慢在國際化競爭中處于落后地位,競爭力不斷下降?;ヂ摼W金融的發展改變了食品工業的傳統發展模式,對傳的經營模式進行了升級改造,將線上與線下緊密結合起來,賦予食品企業新的活力?;ヂ摼W金融一方面為食品工業企業提供了基于互聯網的新技術,另一方面也改變了商業經營模式,對商業生態進行了系統性改良,如表6所示案例。從已有的經營模式分析,食品企業開展互聯網金融主要以提供供應鏈服務和融資服務為主。食品行業本身具有較長的產業鏈條,具備開展供應鏈業務的天然基礎,同時也為提供供應鏈融資提供了便利。將供應鏈服務和供應鏈金融服務搬到線上則大大提高了效率,降低了信息搜索成本和交易成本,也帶動了商貿流通行業的快速發展。第三,互聯網金融的發展改變了人們的思維方式。在互聯網金融出現以前,市場對網貸、互聯網理財、顛覆銀行業務等反應并不迅速,隨著互聯網金融的快速發展,市場的商業思維發生了巨大變化?;ヂ摼W金融對人們的思維具有顛覆性的改變,在人們的思維模式、行動模式上都有影響,對傳統行業既產生了破壞性的影響,又提供了變革的方向。互聯網金融思維的出現改變了市場經濟參與主體對金融的認識,是我國食品工業企業融資模式創新和經營模式創新的基礎。
4推動食品工業互聯網金融發展的合理建議
互聯網金融的興起是我國金融業發展的一個重要方向,需要充分利用互聯網金融服務實體經濟發展。食品工業作為國民經濟的支柱性產業,對保障國民生命健康,帶動農業、旅游、物流運輸、電子商貿等的發展具有關鍵性作用。將互聯網金融的發展與食品工業的發展結合起來,需要找準結合的關鍵點,采取必要措施促進二者的有效結合與發展。第一,制定更為嚴格的法律法規來規范食品工業的發展。眾多食品安全問題的頻發很多源于法律制度上的空缺,對涉及食品生產與經營的企業實行更加嚴格的法規監管,能夠有效約束企業行為,提高違法成本。落實到互聯網金融領域,也有助于行業的規范和健康發展。第二,發展多層次的互聯網金融業務,明確互聯網金融的功能定位。多層次的互聯網金融業務能夠為食品工業的發展提供更加豐富的金融服務,在融資和經營變革上提供更多支持。明確互聯網金融的功能定位可以有效發展更加多樣化的業務模式,推動食品行業的精細化生產。綜合而言,互聯網金融在融資模式和經營模式上的變革促進了食品工業的發展,有效發揮互聯網金融作用需要規范企業市場行為,通過更加完善的法規體系約束互聯網金融機構的發展,同時為食品工業發展提供有序的市場環境。
參考文獻:
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篇4
1目的和意義
目前,設計與企業的技術研發的結合還不夠緊密,設計的理念還不夠普及,設計創新還只是發達地區、某些產業的盛宴,設計與需求的信息不對稱嚴重,很有必要改變這種尷尬局面。另外,隨著設計師對設計信息查詢及資源分享方面的要求越來越高以及企業尋求設計資源的主觀意愿越來越強烈,滿足廣大設計師及企業的工業設計資源共享庫就顯得很有必要。工業設計面臨的核心問題之一是設計資源的完備性和共享性及其實現。對工業設計有關的信息資源統一協調管理,通過構架包含設計資料庫等在內的工業設計信息資源系統及其設計交互平臺,以形成設計者之間、產品研發及設計上下游關系、各相關企業間信息集成和數據重用的橋梁。在此基礎上,可以進一步建立并完善工業設計專家數據庫、評價與決策系統等。為此,工業設計資源共享庫旨在整合相關設計資源,形成工業設計的資源共享,搭建設計創新與產業的對接橋梁,打通設計創新作品向商品的轉化通道,讓設計和市場需求更緊密結合,促進工業設計產業發展和應用,促進工業設計向高端綜合設計服務轉變。
2相關技術國內外發展現狀與趨勢
中國移動互聯網開始于2000年,我國對其研究起步較晚,但經過十多年的發展,已取得一定的成績。據統計,自2000年以來,國內各種有關移動互聯網方面的研究和論文日益增多,在中國知網上以“移動互聯網”進行主題檢索,可以看到,共有各種論文6000余篇。目前中國移動互聯網的研究沿以下三個主要的方向前進:①移動互聯網的概述性研究,主要包括移動互聯網的特征、發展現狀、發展趨勢、影響因素等方面;②關于移動互聯網具體業務應用的研究;③移動互聯網的關鍵技術研究,如網絡構架、編程、數據安全傳輸等等的研究。國外對于移動互聯網的研究具有以下五個詳細分支:①對移動互聯網的基礎理論研究;②對無線網絡基礎設施的研究;③對移動中間件的研究;④對移動用戶終端的研究;⑤移動互聯網應用和案例研究。本文研究內容應屬于第五方面,即移動互聯網應用的研究范圍,但不應僅限于這一范疇。可能涉及的還會有移動終端的設計研究、移動終端的交互設計研究以及移動互聯網業務的服務模式等內容。在資源共享庫建設方面,國內高校以及政府對大型儀器設備共享方面做了相應的研究及推廣,如浙江理工大學大型儀器設備共享平臺、江南大學大型儀器設備共享平臺、北京林業大學大型儀器設備共享平臺、江蘇省大型科學儀器設備共享服務平臺、廣東省大型科學儀器設施共享服務平臺等。工業設計領域在這方面的研究相對比較少,如設計資源協作網(DRC)。這些共享平臺主要是基于互聯網web組建的,在移動端方面如手機APP的研究與推廣則相對缺乏,應此本數據庫的研發具有開創性。
3研究內容
通過整合各方設計資源,對工業設計相關服務平臺、企業、高校的快速成型設備、基礎研究成果等資源共享庫進行構建。該項目采用智能移動終端通用的APP技術,把工業設計資源共享庫打造成一個體驗感及便捷性很強的移動互聯網產品,將社會資源最大化地對設計者開放。工業設計資源共享庫APP系統的主要研發內容包括以下兩部分。
3.1APP系統模塊構建
該系統主要收集和廣東省為主的知名設計高校、企業、設計公司及相關研究院所的設計資源信息,包括各類CMF(色彩、材料、工藝)研究中心、用戶體驗研究中心、3D打印及快速成型設備、書籍及數字課件、三維測量儀等,不僅提高這些裝備設施的使用率,也方便那些不具備工業設計基礎研發資源的設計公司或企業的共享使用,提供相應的技術支撐和研發條件。為提高系統的互動性和傳播性,還搭建了一個移動端分享平臺,主要分享設計師的作品和設計經驗。工業設計資源共享庫的整體框架如圖1所示。
3.2資源庫
APP系統技術實現基于JAVA或PHP開發后臺服務器搭建數據庫,實現管理員登陸后臺編輯相關數據。運用Object-C、JAVA分別開發對應的iOS、Android客戶端,調用百度地圖API接口的地圖展示、定位導航等功能。當用戶打開iOS/Android客戶端時根據不同指令請求,自動解析調用后臺數據的坐標地址直觀展現在地圖上。通過XMPP協議連接客戶端與后臺服務端,同時以支持復雜交互類型和多種展現形式的消息墻模塊為基礎開發話題、活動的界面和交互,實現客戶端登錄用戶即時通訊。
4實施方案
4.1總體方案
根據工業設計相關從業人員的設計需求進行分析研究,結合廣東產業集群發展特色和廣東中小企業對工業設計技術與服務的創新需求,整合全省知名高校、設計服務機構等多方資源,發揮產學研結合機制的優勢,組建基于移動互聯網的工業設計資源共享庫,實現資源優化配置。工業設計資源共享庫在信息收集方式上,一方面可自行進行初始資料收集,然后依托相關設計平臺資源如廣東省工業設計協會、佛山工業設計協會等,獲取相關信息資源,包括把高校、科研院所、設計機構等工業設計共性設計裝備如3D打印機、三維掃描儀、快速成型設備等進行收集整理,實現資源協作共享。另一方面則通過會員的自主信息共享,以設計師的設計經驗分享以及原創設計作品展示為主,調動會員積極性,增加系統人氣。資源共享庫會根據用戶需要,把設計公司、手板公司、設計書籍等信息進行實時推薦,滿足用戶不同層次的需求。此外,加大工業設計資源共享庫推廣工作,借力高校、設計公司、協會、聯盟等外部資源以及借助互聯網、自媒體、電視、雜志等手段進行立體式推廣,從而提高工業設計資源共享庫的知名度和品牌效應。
4.2技術路線
本項目將針對工業設計從業人員進行調研,了解用戶對工業設計行業的需求,確定本系統的各個子系統的基本功能;然后通過與專家、用戶的溝通,確定元素的合理性,構建功能架構;經過多次討論進行可用性評估后,進入系統開發階段,包括完成資源共享庫(APP)的開發及軟件的設計開發;集成后交給用戶進行試用,并對試用反饋的信息進行修正調試;最終通過系統驗收,在設計行業內進行推廣。具體技術路線示意圖詳見圖2。
5總結
篇5
“互聯網+”實際是互聯網+X,X就是指各行各業,實際是指工業化下的各行各業?!盎ヂ摼W+”在成為行動之前,要解決三個實際問題,或者說排除三種障礙。
首先,是互聯網+的制度創新?;ヂ摼W+X,誰說了算?這是當前最突出最尖銳的問題。在總理提出互聯網+之前,實際情況是,互聯網+X,規則由X說了算。例如互聯網+金融,規則由金融部門說了算;互聯網+交通,規則由交通部門說了算;互聯網+圖書、+醫藥、+,全是X各自一家說了算,互聯網相關部門(例如互聯網協會、工信部、中央網信辦)的意見連問都不問??偫砑热惶岢隽嘶ヂ摼W+,不是說今后要互聯網一家說了算,至少希望將來有事,互聯網+X兩家要商量著辦。當然,商量著辦的結果,最后要統一在讓市場發揮決定性作用這個大方向上,而不是讓權力和寄生在權力下的傳統既得利益單方決定資源配置。
其次,互聯網+X,二者是什么關系,顛覆還是互補?一說互聯網+,搞互聯網的人容易亢奮,想著好容易翻身得解放了,就想打倒這個打倒那個。但這是不明智的,互聯網業現在還是小車,各行各業是大馬,要擺正自己的位置。阿里、騰訊進入金融、交通領域后,吃了不少苦頭,應該買個明白。馬化騰3月4日的表態就比較好。他強調,騰訊并不會進入每個行業來自己做,而是提出“互聯網+”的理念,并且把騰訊在關系鏈、支付、社交廣告等等方面的能力做成基本的零件和工具,作為“武器”開放給廣大第三方合作伙伴去改造、提升他們所在的行業?;ヂ摼W業要充分關切和建設性地解決各行各業的難題。另一方面,X的心態也要調整。不要老以為互聯網進來,是要吃掉(替代)自己?;ヂ摼W+的實際結果將是,X的絕對值不僅不下降,反而會上升(只是X占全局的比例在不斷下降)。好比工業革命后,農業產值和產量不僅不會減少,而且還會大幅上升是一個道理。這是新陳代謝的規律?;ヂ摼W+X,將讓X的飯碗比現在更大,這是一場增量改革。合作才能共贏。
篇6
關鍵詞: 能源互聯網; 可再生能源; 電能; 互聯網技術
中圖分類號: TK 01+9文獻標志碼: A
Abstract: The utilization of renewable energy is becoming more and more popular with the deterioration in environment pollution and serious risks of energy shortage.Energy internet,whose characteristics are the combination of the renewable energy technology and information technology,will bring the “Third Industrial Revolution”.This paper presented the development,content of Energy Internet and its market prospects,as well as the characteristics of Energy Internet,its architecture and technical support.As the new trend of future energy development,Energy Internet will bring the revolution to energy consumption,energy technology and energy industry.Energy Internet will also bring the society a great welfare during the promotion of energy sustainable development.
Keywords: Energy Internet; renewable energy; electric energy; internet technology
隨著智慧能源概念的提出,能源發展與大數據處理、云計算等互聯網智能技術的關聯性越來越強.近年來,物聯網、智能家居、智能電網已成為行業熱點,其快速發展離不開海量數據信息的計算與處理.為適應經濟和社會的發展,信息網絡與能源網絡的結合必然更加密切,對能源產業進行互聯網化將會是能源利用模式發展的新趨勢.
另外,化石能源消耗加劇、全球氣候變暖、環境污染加劇等問題已經引起全球的共同關注,擴大可再生能源規模已是世界發展的必然方向.美國著名經濟學家杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中提及:以大規模利用化石能源為核心的第二次工業革命正在走向結束,以新能源技術和信息技術緊密結合為特征的能源互聯網將會帶來第三次工業革命[1].能源互聯網是新能源技術與互聯網技術深入結合,以分布式可再生能源為主要一次能源,形成的新的能源利用模式.
1“能源互聯網”的發展
“能源互聯網”概念的提出得到了各界的強烈響應與高度認可,美國和歐洲對其的研究依然處于領先階段.
2008年,美國國家科學基金成立研究項目“未來可再生電力能源傳輸與管理系統”(the Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System),簡稱“FREEDM”,以此作為“能源互聯網”原型.FREEDM提出了“能源路由器”新概念,模仿網絡信息技術中路由器的概念,運用“能源路由器”實現能源互聯.該系統以電力電子技術為核心,對分布式能源系統實現高效控制.另外,加利福尼亞大學伯克利分校提出“以信息為中心的智慧能源網絡”模型[2],實現能源信息的數據采集,并高效地對能源的生產、傳輸和消費各環節進行管理.該能源網絡結合先進的信息通信技術以獲取大量能源數據,通過云計算進行數據分析,應用于整個能源系統,實現能源與互聯網的高效結合.
與此同時,2008年德國聯邦經濟技術部門和環境部門提出建立新型能源網絡EEnergy.該網絡在智能電網的發展基礎上,運用ICT(information communication technology)實現電網設施與用戶端的相互通信與f調,其目標包括高效供電和優化能源供應系統.高效供電即通過電力系統的數字聯網,確保電能的穩定高效供應;能源供應系統的優化可以理解為橫向多種能源的優化互補,包括化石能源以及風、光、電等可再生能源的相互協調供應.EEnergy項目的重點將是實現整個電力系統信息網路覆蓋,致力打造一個從發電到輸電、變電、配電、用電的一個全新能源互聯網.
我國能源互聯網技術依然處于起步階段.2013年,北京市科委組織召開了“第三次工業革命”和“能源互聯網”專家研討會;同年12月,國家電網公司指出“能源互聯網”是智能電網未來的發展方向;2014年6月啟動了“能源互聯網技術架構”;2015年2月,劉振亞的專著《全球能源互聯網》首發儀式暨專家座談會在北京召開.2015年7月,國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》;另外,國家能源局在同年7月正式確定《能源互聯網行動計劃大綱》和12個支撐課題.雖然國內“能源互聯網”的研究起步比較晚,但其已得到了相當程度的重視和發展力度支持.
2“能源互聯網”的內涵
“能源互聯網”雖然得到了廣泛的認可,但對其并無明確的定義.杰里米?里夫金在其著作《第三次工業革命》中也只是描繪了能源互聯網的愿景,并沒有給出具體定義.從歐美對能源互聯網的研究方向以及各界專家對能源互聯網的分析可知,對“能源互聯網”的理解主要有兩個方面:
(1) 采用互聯網的技術架構為模型,形成新型的能源網,其概念包括各種能源產業以及不同能源網絡之間的“互聯互通”.對于各種能源產業,例如供熱、供冷、供氣、供電等不同形式的能源之間可以形成互聯;對于不同能源網絡,例如分布式能源網,各種微電網之間也可以形成互聯.
(2) 搭載互聯網通信技術和大數據處理技術,可更加準確、高效地處理能源供應、能源消費等問題,以實現一種新的應用模式――“互聯網+智慧能源”.
以上兩種理解,只是認識的側重點不同,并不存在絕對的概念界限.作為未來能源可持續發展的必然趨勢,能源互聯網的研究將變得更加深入和規范,而其內涵也必然包括以上兩種理解.華北電力大學曾鳴教授指出:“要構建一個具有‘橫向多能源互補’、‘縱向源―網―荷―儲協調’和能量流與信息流雙向流動特性的大能源互聯圈.”[3]
為適應新的發展變革,不論從哪種認識角度,能源互聯網應具有以下特征:
(1) 可再生能源的大規模接入.
隨著環境污染加劇、能源嚴重短缺等問題的出現,可再生能源利用將越來越普及.太陽能、風能、光能等新能源技術正在影響越來越多的國家.以電能作為中介能源,利用綠色可再生能源替換高污染化石能源,以提高能源消費的環境友好程度,將會得到越來越多的重視.雖然目前改變不了化石能源的主導地位,但新能源的大規模利用已是發展的必然趨勢.隨著能源互聯網概念的不斷深入,政府政策的大力支持,可再生能源發展技術的不斷進步,必然會引導可再生能源的大規模接入.杰里米?里夫金在《第三次工業革命》中提到未來理想的能源互聯網愿景:“在即將到來的時代,我們創建的能源互聯網可以讓億萬人都能夠在自己的家中、辦公室以及工廠里生產和消費綠色能源,多余的能源可以與他人分享,就像現在我們在網絡上分享信息一樣.”[4]
(2) 搭載互聯網技術實現能源共享.
2015年3月我國政府工作報告中首次提出制定“互聯網+”行動計劃,即利用“互聯網” 或參考“互聯網”的技術架構與其他行業相結合,產生新的應用模式[5].如果將互聯網與能源結合,形成新的“互聯網+能源”應用模式,將能源產業進行互聯網化,并對能源產業通過ICT技術賦予數據屬性,則對能源產業的控制與管理將更加高效、經濟.在廣域能源供應體系中,實現能源綜合數字化互聯,實時動態地收集和處理海量負荷信息、市場交易數據、設備運行狀態參數、氣候環境等其他數據,進而充分利用信息通信技術和數據云計算處理技術設計出新的解決方案,進一步提高能源供應的智能化,實現能源產業的最優化管理.“能源互聯網”必須搭載互聯網前端通信技術和大數據處理技術才能發揮其革命性作用.
(3) 能源消費終端改變消費模式.
目前可再生能源絕大部分轉化為電能,可通過以電能作為中間介質,用綠色可再生能源替換其他一次化石能源[6].電能具有優質、清潔屬性,增加其消費比重將為能源終端消費的結構優化帶來推動作用.首先,推進電能消費發展可緩解因化石燃料燃燒帶來的污染問題;電能還是高效能源,提高電能消費比重有助于世界各國提高能源利用效率,進而降低世界能源需求,實現可持續發展.
近年來,隨著電動汽車在交通行業的快速發展,電氣化交通系統將會是能源互聯網的重要組成部分,電動汽車的發展將改變傳統大量消耗化石能源的交通行業[1].通過將電能作為中間介質,不僅為可再生能源大規模利用提供了平臺,而且促進了消費市場的模式轉變.電氣化交通可節約大量化石能源,未來一定會成為能源互聯網的重要支撐.以電能為主的能源體系將不斷強化能源消費模式,其不僅在汽車應用中發揮作用,在其他能源消費領域依然可起到重要作用.例如,工廠各種加熱設備可用電加熱方式替換傳統的煤燃燒加熱方式,既容易實現熱量的均勻控制,又可通過電力能源的高效性實現降低能耗的目標[7].
(4) “儲能”的廣泛應用.
大規模的新能源發電裝置在接入的同時,由于其自身發電能量具有間歇不連續與波動不穩定缺點,將會給電網的穩定性帶來一定的沖擊作用.分布式儲能技術可以緩解能量流的不確定性,抑制和平緩能量的波動,將成為能源互聯網中重要的基礎支撐[8].在今后能源互聯網的發展過程中,儲能裝置將廣泛應用于商業建筑.智能儲能裝置通過互聯網大數據進行云計算,以實現充電與放電的快速切換,更準確地匹配電源與負荷,更高效地提高能源利用率.
3“能源互聯網”架構
根據能源互聯網的特點,可設計出能源互聯網架構體系,如圖1所示.
從橫向和縱向對能源互聯網架構圖進行分析.從橫向來看,為橫向多能源互補.雖然目前
可再生能源的大規模接入,并不能完全替換化石能源,但可與化石能源相互協調供應.利用互聯網技術賦予能源數字屬性,準確分析能源供應情況,以達到多種能源的最優供給.
從縱向來看,能源進行供電、供熱、供冷、供氣等其他能源轉換,然后傳送至消費終端的過程中,電力行業起到了主干作用.從發電系統經電網傳送到用戶端,利用儲能裝置和互聯網技術實現電力行業的高效運作.各個環節中,對電氣設備運行狀態、電能傳送數據、消費終端負荷變化等通過互聯網技術進行實時監控,確保整個系統的最優化運行.由于交通行業的能源市場巨大,隨著消費終端的消費模式轉變,未來的電氣化交通系統也將占據重要地位.電動汽車充電裝置、儲能設備將充分發揮各自作用,搭載通信技術、數據處理技術可確保電氣化交通領域的穩定運作.整個架構體系中,互網技術將覆蓋各個環節,實現能量流與信息流雙向流動.
4“能源互聯網”技術支撐
從能源互聯網的特點和架構中可歸納出能源互聯網的技術要求.從目前技術發展現狀來看,五大技術將在能源互聯網中發揮重要作用.
4.1先進傳感技術
從能源互聯網內涵可以認識到,其范圍涉及到整個能源領域,能源之間的互聯互通與能源傳輸必須依賴于多種多樣的基礎設備.基礎設備工作狀態良好,系統的穩定性才能得到保障.準確監測設備信息、保障設備工作正常是能源互聯網技術框架的基礎要求.因此,必須依賴先進傳感技術對各種基礎設備進行狀態監測,實時準確地獲取設備參數,并做出實時診斷,避免出現設備安全隱患長時間存在,以確保整個系統高效運行.
4.2先進故障自診斷技術
實時監測設備信息,分析系統運行參數,運用先進的數據處理與診斷方法,做出準確的故障預測與診斷,及時處理安全隱患,才能保證系統安全.隨著科學技術的發展,故障診斷技術愈發地趨向于高效率、安全性、可靠性,其復雜性也越來越高.能源互聯網體系龐大,系統復雜,其每一個環節不可能一直處于良好運行狀態,但如果不能及時發現各種故障與隱患,將會影響到下一個環節的正常工作,甚至帶來巨大損失.所以,為確保能源互聯網的高效與安全,既要利用先進傳感技術準確獲取各種參數信息,又要利用先進的故障自診斷技術及時發現安全隱患,給出專家建議,并作出正確處理,維護系統安全.
4.3新能源發電技術
在介紹能源互聯網特征時提及,可再生能源大規模接入時,將電能作為中介能源,可用綠色可再生能源替換高污染化石能源.因此,新能源發電技術必將是能源互聯網架構的重要組成部分.
4.4大容量儲能技術
從能源互聯網的內涵與新能源發電的特點可以看出,大容量儲能技術可為能源互聯網提供重要保障.傳統電網的運行時刻處于發電與負荷之間的動態平衡狀態,即“即發即用”模式.[9]但隨著技術的進步、要求的提高,這種模式的缺陷變得越來越明顯.大容量儲能設備可以有效地對電力系統進行調峰和平滑負荷.另外,新能源發電、電氣化交通的大規模接入所帶來的電能不穩定與波動性問題,也促進了大容量儲能技術的發展.
4.5互聯網技術
在“能源互聯網”架構中互聯網技術覆蓋其各個環節,實現能量流與信息流雙向流動.高效信息傳輸、大數據處理、云計算等都必須依托互聯網技術才能實現.各種數據與信息的宏觀體現、整體策略的準確部署、產業的最優管理都與互聯網技術密不可分.
5“能源互聯網”市場前景
互聯網與其他行業的結合將是未來的發展主流.據業內人士分析,加上投資建設,我國能源互聯網市場約為5萬億元以上,可見能源互聯網存在廣闊的市場前景.關于能源互聯網的發展,曾鳴教授指出:“能源互聯網”將在能源消費、能源技術、能源產業方面帶來革命潮流.[3]
美國通用電氣將發電、輸電、配電、用電等全過程進行物聯網化,通過準確處理產業鏈數據信息,合理優化發用電交易模式,并提供維修、節能等其他技術增值服務,其能源管理收入規??蛇_440億元;Google收購Nest后將涉足智能家居能源管理行業;德國有上千家售電公司,分別圍繞新能源、電動汽車、儲能等領域開展相關業務.[10]
2015年4月,國內著名光伏企業協鑫集成科技股份有限公司與華為公司達成戰略合作.通過本次合作,協鑫集成與華為致力打造一個智能高效光伏電站,擬在物聯網、光伏電站開發與實施、光伏電站信息化技術等領域展開合作.4月20日,中石化與阿里云達成技術合作計劃,利用阿里巴巴在大數據、云計算等稻荽理方面的優勢,對傳統石油化工業務進行產業升級,開啟多業態的能源產業全新模式[3].另外,新電改方案進一步得到落實.
能源互聯網概念在不斷加深.我國“國家能源互聯網行動計劃”正在制定和完善,它作為我國首個能源互聯網概念、框架綱領性文件,將指導能源互聯網的進一步發展.
6結語
構建“能源互聯網”可以促進能源結構優化,提高能源利用效率,推動能源可持續發展.與此同時,“能源互聯網”的出現將帶來廣闊市場,為社會帶來巨大福利.但“能源互聯網”的發展也面臨諸多難題:網絡信息安全、電動汽車充電裝置覆蓋率、產業轉型初期的技術普及等,都是待解決的問題.目前“能源互聯網”的頂層設計以及綱領性文件正在完善,相信在其指導下,能源互聯網的發展方向將更加明確.
參考文獻:
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[3]姚堯.5萬億能源互聯網市場呼之欲出[J].中國經濟信息,2015(11):58-59.
[4]杰里米?里夫金.第三次工業革命[M].張體偉,孫豫寧,譯.北京:中信出版社,2012.
[5]安建偉.什么是智慧能源產業創新與能源互聯網?[J].互聯網周刊,2015(7):64-65.
[6]周海明,劉廣一,劉超群.能源互聯網技術框架研究[J].中國電力,2014,47(11):140-144.
篇7
以下是中國互聯網協會副理事長高新民會議演講部分節選:
我想談一談現在我們進入的2014年,我們有什么可以期待。
第一,我想剛剛提到去年年底的4G牌照,確實給我們會帶來移動互聯網的一個新天地,一個新的發展空間,而且會有利的拉動剛剛說的信息消費這個目標,有關部門預計2014年我們國家智能手機的出貨量將會達到4.5億部,其中支持4G的手機1.2億,再其中是TD-LTE的手機大概會三千多萬,大家想想這些手機投放到市場之后是不是會促進更換手機的熱潮這樣帶來的消費是巨大的,當然其實4G手機不僅是終端的更換問題,在4G驅動下面移動的視頻業務將會大幅發展,也會帶來三網融合的實現,多屏合一三網融合會實現,因此在移動終端大屏化和視頻服務高清化觸動下,消費者會帶來更新的體驗,我們產業界會有更多的機會去創新去提供服務。
第二,我想2014年可以期待的,就是以廣義的O2O,線上和線下結合的產業經濟的互聯網化,會向更多產業擴散,不僅僅是金融業,互聯網金融本身在新的一年里面會在更加規范化的環境下發展,我們的零售業的電商化,或者說純電商的O2O,加上傳統傳統業的電商化也會促成在零售業里面競爭和合作共存的一個生態環境。這樣會促進我們電商或者說互聯網的商務應用能夠得到良性的可持續的發展,探索電子商務一種新的空間和一個領域。為支持這件事情不久以前我們互聯網協會專門成立了互聯網商務應用工作委員會,目的就是不僅僅是傳統零售業,也包括電子商務企業能夠搭建一個平臺,讓他們交流,讓他們合作,在競爭中合作,在交流中尋找新的創新模式,同時我剛剛提到在兩化融合五年行動計劃里面特別提出來了,工業要和互聯網融合創新,這樣的話就可以使以我們制造業為主的工業形成一個新的態勢,這個態勢就會使我們的工業更加深入的利用互聯網,特別是物聯網在工業當中應用更加深入和廣泛,能夠促進工業全產業鏈,全信息鏈的信息共享和協同集成。能夠創新整個工業產業里面各種要素的優化配置,生產制造和產業組織方式創新,這樣使我們工業生產能夠走向網絡化、智能化、服務化,也就說走向先進工業,高技術工業新的臺階,所以可以看到這一點當然不是在2014年能做,我相信2014年會跨出新的步伐,去年在行動計劃框架下工信部部署了10個工業云的試點城市,這就是要來開始做工業和互聯網的融合,使我們工業的企業只基于互聯網云的服務,來提升自己的研發、設計、加工、銷售、管理等全產業鏈支撐,這個在今年就會出成果。
篇8
工業互聯網平臺為我國工業制造業實現彎道超車提供了難得的歷史機遇。然而,由于美國、德國的先發優勢,我國發展自主工業互聯網平臺的前景相當嚴峻。當前要奮起直追,將其置于我國“制造強國”戰略的核心地位,在國際工業互聯網平臺競爭中盡快占據有利地位。
工業互聯網的深遠影響
(一)新一代信息技術為工業互聯網平臺建設奠定現實基礎
以物聯網、云計算、大數據和移動互聯網等為代表的新一代信息技術有效地克服了傳統信息技術的局限性:一方面,物聯網極大地拓展了數字化信息化的應用管理范疇,將機械設備、儀器儀表以及產品生產制造流程的各個過程,都接入信息管理系統并實現遠程智能控制;另一方面,云計算、大數據和移動互聯網技術等,使得企業信息系統建設成本更低、效益更高、運行速度更快、覆蓋面更廣。這些技術進步為工業制造業全面系統的數字化、信息化、智能化建設提供了基礎條件,工業互聯網平臺建設也就水到渠成。
近年來,一些國家加緊開展工業互聯網平臺建設相關的理論研究、工程實驗甚至是項目建設。這些工作包括三個方面:以信息物理系統(Cyber-Physical Systems,CPS)為主要內容的理論研究,以“智慧工廠”“未來工廠”為代表的關鍵技術環節的試點實驗,以參考架構模型為主要內容的工業互聯網平臺的體系化構建。這些研究、實驗與項目建設,為全面推廣工業互聯網平臺奠定了基礎。
(二)工業互聯網平臺的基本內涵
當前人們對于“工業互聯網平臺”尚缺乏一個清晰完整的定義。人們通常從某個方面的屬性去界定“工業互聯網平臺”,如GE將其工業互聯網平臺Predix稱為“制造業云操作系統”。實際上,所謂工業互聯網平臺,是一種新興制造業生態系統,在這種生態系統中,眾多行業及眾多企業的研發設計、生產制造、產品流通與售后服務等產品生產過程,在實現數字化、信息化和智能化的基礎上,都被遷移到云數據中心,并通過一個統一的云操作平臺實現遠程智能制造。
與電子商務平臺、社交媒體平臺不同,工業制造業實現平臺化所需技術更加復雜、門檻更高、競爭也更加激烈,因此,直到以物聯網、云計算、大數據、移動互聯網等為代表的新一代信息技術日益成熟并大量應用到工業生產過程之后,工業互聯網平臺才開始出現。
(三)工業互聯網平臺將成為第三次工業革命的核心
與現在的工業制造業相比,工業互聯網平臺具有以下三個重要特點。
一是統一標準。知識產權和技術標準仍然是當前工業競爭的核心,工業互聯網平臺則在此基礎上構建更加宏大的制造業生態系統,試圖將各行各業的技術和標準裹挾到一個統一的平臺之上。
二是改變分工格局。平臺化使得傳統的產業價值鏈發生重大變化。通過數字化、信息化、智能化,工業互聯網平臺得以整合所有工業企業的各個制造環節,并通過大數據技術監控平臺上各企業的產品生產及其生產要素與市場動態。因此,平臺不僅是產品生產企業進行技術交流與實現遠程智能制造的操作界面,而且是上下游企業之間、企業與用戶之間進行分工協作、產品交易、服務保障的虛擬市場。
三是平臺生態化。工業互聯網平臺不僅包括不同產業的眾多企業,也包括生產同一產品的眾多企業;不僅包括生產制造企業,也包括產業鏈的其他相關企業;不僅包括企業,也包括產品和服務的最終需求者以及各類服務型機構。網絡效應將使得工業互聯網平臺成為組織全社會甚至是全球各類生產要素資源配置的復雜網絡。
與當前的各類電子商務平臺相比,工業互聯網平臺也有著本質的差別。電子商務平臺主要服務于產品的交易和流通環節;而工業互聯網平臺在此基礎上還包括產品的研發、設計與制造等環節,電子商務充其量只是未來的工業互聯網平臺的一部分。因此,工業互聯網平臺要遠比目前已經出現的電子商務平臺(如阿里巴巴、亞馬遜等)重要得多,未來將跨越國界、跨越行業界限,成為超級平臺,從而全面地配置全球的生產要素和社會資源。毫無疑問,工業互聯網平臺將對國際產業分工、國際貿易格局與全球化產生重大影響。
工業互聯網平臺正在成為國際戰略競爭的制高點
為爭奪工業互聯網平臺的領導地位,美國和德國正在從兩個方面展開競爭。
1.國家層面。為推進“工業4.0”戰略,2013年4月,德國機械及制造商協會(VDMA)、德國電氣電子(ZVEI)和信息技術、通訊、新媒體協會(BITKOM)聯合設立“工業4.0平臺”;2015年3月,德國經濟和能源部、德國教育和研究部共同接管并啟動升級版“工業4.0平臺”建設。美國政府層面雖然沒有設立專門的“工業互聯網平臺”推進機構,但是,根據“國家制造業創新網絡(NNMI)”計劃所建立的各大制造業創新機構(IMS)都包含了相應平臺建設的任務。其中,尤其重要的是美國聯邦政府于2014年7月資助建立的“數字化制造與創新設計研究中心(簡稱DMDII)”。DMDII啟動了“數字制造公共平臺”,其功能定位是數字化制造的開源軟件平臺,旨在鼓勵全社會的中小創新機構、創業家和技術狂人等開發面向不同制造業領域的軟件解決方案。
2.企業層面。其中尤以GE和西門子公司最為典型。GE在提出“工業互聯網”戰略之后,推出了包括24種工業互聯網產品的九大平臺,2013年推出更為宏大的工業互聯網大數據分析平臺―Predix。2015年,GE向全球制造業企業開放Predix平臺。西門子建立的跨業務軟件平臺為Sinalytics,該平臺不僅整合了遠程維護、數據分析及網絡安全等一系列現有技術和新技術,還能夠對機器感應器產生的大量數據進行整合、保密傳輸和分析。此外,IBM和德國SAP公司也在開發自己的工業互聯網平臺。
加快我國工業互聯網平臺建設的若干建議
1.充分認識工業互聯網平臺的深遠影響。
這些影響突出地表現為這樣兩個方面:將日益成為全球工業制造業的首要基礎設施,成為集聚全球工廠、工業產品、市場用戶的第一入口;將借助網絡效應(或網絡外部性),加速全球制造業的“兩化融合”進程,無論是處于工業1.0、工業2.0的企業還是工業3.0的企業,都將被無奈、無情地“裹挾”到代表工業4.0的工業互聯網平臺之上。因此,誰控制了工業互聯網平臺,誰就具備了實時跟蹤、優化配置甚至是全面掌控全球工業制造業發展命脈的實力。毫無疑問,工業互聯網平臺將成為全球領導權競爭的核心內容。
當前我們尤其需要認識到平臺化所帶來的網絡效應對于全球制造業的“兩化融合”進程可能帶來的影響。平臺化一旦促使其雙邊市場達到一定的規模(閾值),該平臺的價值便會在很短的時間內得到爆發式的增長。此時,競爭對手將很快面臨經營困境,直至死亡或退出市場,該平臺也將迅速獲得市場壟斷地位。最近20年來,我國的傳統互聯網平臺、電商平臺和社交媒體平臺的發展,無不驗證了這個相同的過程和結局。
考慮到我國工業信息化總體水平落后,多數企業、行業處于工業1.0、工業2.0的水平,能夠達到工業3.0的企業很少,因此人們也就很自然地產生了一種“補課”的意識和思維。實際上,這也是當前我國“兩化深度融合”政策的出發點。但是,面對美國和德國在工業4.0平臺方面的競爭,上述網絡效應給平臺競爭所帶來的“裹挾”作用將不會預留給我們這種“補課”的時間和機會。這就要求我們在“補課”的同時,從現在就開始著手進行工業4.0平臺的研究、規劃和建設,迎頭趕上,直面美國和德國的競爭。
2.明確地要求將工業互聯網平臺建設作為深化制造業與互聯網融合發展的主攻方向。
為克服我國制造業信息化的總體落后局面,要充分發揮我國舉國體制的優勢,將工業互聯網平臺建設作為深化制造業與互聯網融合發展的主打方向,分層次地推進我國工業互聯網平臺建設。
首先,構建針對整個工業制造業的國家工業互聯網平臺。要將國家工業互聯網平臺建設作為近期成立的“工業互聯網產業聯盟”的核心發展目標,著力研發平臺總體技術架構及相關機制,并盡快啟動國家工業互聯網平臺。
其次,選擇具備國際競爭力的優勢行業(服裝、家電以及部分先進制造業等),并基于產業價值鏈和平臺生態化特征整合這些行業的相關企業,組建行業的工業互聯網聯盟,創新機制,激發各方動力,以發展該行業的工業互聯網平臺。
第三,鼓勵和支持部分有較強技術與市場實力的龍頭企業,啟動建設本行業的工業互聯網平臺。
為此,要建立政府推動、企業主導、多方協同參與的工業互聯網平臺發展機制。尤其重要的是,一方面,要根據工業互聯網平臺建設要求,引導、優化各地正在開展的“雙創平臺”建設;另一方面,要采取切實措施,克服“泛娛樂化”趨勢,引導企業真正地參與到工業互聯網平臺建設中來。
3.加強工業互聯網平臺建設的領導與政策支持。
將工業互聯網平臺建設納入中央網絡安全與信息化領導小組和國家制造強國建設領導小組的重要關注問題中;建立和完善工業互聯網聯盟運營機制,協調國家工業互聯網平臺與行業平臺、龍頭企業平臺之間的業務分工與協作;設立工業互聯網平臺發展基金,加強平臺核心技術與關鍵共性技術的研究與開發,努力構建自主可控的工業互聯網平臺架構與技術標準體系;采取積極有效措施,鼓勵和支持更多企業加入并做大做強工業互聯網平臺。
4.加強國際交流與合作。
篇9
【關鍵詞】工業4.0 工業互聯網 智能制造 互聯網+
【中圖分類號】F49 【文獻標識碼】A
【DOI】 10.16619/ki.rmltxsqy.2015.19.006
“工業互聯網”中的智能制造
過去20年,互聯網是改變社會、改變商業最重要的技術;如今,物聯網的出現,讓許多物理實體具備了感知能力和數據傳輸的表達能力;未來,隨著移動互聯網、物聯網以及云計算和大數據技術的成熟,生產制造領域將具備收集、傳輸及處理大數據的高級能力,使制造業形成工業互聯網,帶動傳統制造業的顛覆與重構。
“工業互聯網”的概念最早是由美國通用電氣公司(GE)于2012年提出的,隨后聯合另外四家IT巨頭組建了工業互聯網聯盟(IIC),將這一概念大力推廣開來?!肮I互聯網”主要含義是,在現實世界中,機器、設備和網絡能在更深層次與信息世界的大數據和分析連接在一起,帶動工業革命和網絡革命兩大革命性轉變。
工業互聯網聯盟的愿景是使各個制造業廠商的設備之間實現數據共享。這就至少要涉及到互聯網協議、數據存儲等技術。而工業互聯網聯盟的成立目的在于通過制定通用的工業互聯網標準,利用互聯網激活傳統的生產制造過程,促進物理世界和信息世界的融合。
工業互聯網基于互聯網技術,使制造業的數據流、硬件、軟件實現智能交互。未來的制造業中,由智能設備采集大數據之后,利用智能系統的大數據分析工具進行數據挖掘和可視化展現,形成“智能決策”,為生產管理提供實時判斷參考,反過來指導生產,優化制造工藝(圖1)。
智能設備可以在機器、設施、組織和網絡之間實現共享促進智能協作,并將產生的數據發送到智能系統。
智能系統包括部署在組織內的機器設備,也包括互聯網中廣泛互聯的軟件。隨著越來越多的機器設備加入工業互聯網,實現貫通整個組主和網絡的智能設備協同效應成為可能。深度學習是智能系統內機器聯網的一個升級。每臺機器的操作經驗可以聚合為一個信息系統,以使得整套機器設備能夠不斷地自行學習,掌握數據分析和判斷能力。以往,在單個的機器設備上,這種深度學習的方式是不可能實現的。例如,從飛機上收集的數據加上航空地理位置與飛行歷史記錄數據,便可以挖掘出大量有關各種環境下的飛機性能的信息。通過這些大數據的挖掘與應用,可以使整個系統更聰明,從而推動一個持續的知識積累過程。當越來越多的智能設備連接到一個智能系統之中,結果將是系統不斷增強并能自主深度學習,而且變得越來越智能化。
工業互聯網的關鍵是通過大數據實現智能決策。當從智能設備和智能系統采集到了足夠的大數據時,智能決策其實就已經發生了。在工業互聯網中,智能決策對于應對系統越來越復雜的機器的互聯、設備的互聯、組織的互聯和龐大的網絡來說,十分必要。智能決策就是為了解決系統的復雜性。
當工業互聯網的三大要素――智能設備、智能系統、智能決策,與機器、設施、組織和網絡融合到一起的時候,其全部潛能就會體現出來。生產率提高、成本降低和節能減排所帶來的效益將帶動整個制造業的轉型升級。
所以說,“工業互聯網”代表了消費互聯網向產業互聯網的升級,增強了制造業的軟實力,使未來制造業向效率更高、更精細化發展。
“工業4.0”中的智能制造
2009到2012年歐洲深陷債務危機,德國經濟卻一枝獨秀,依然堅挺。德國經濟增長的動力來自其基礎產業――制造業所維持的國際競爭力。對于德國而言,制造業是傳統的經濟增長動力,制造業的發展是德國工業增長不可或缺的因素,基于這一共識,德國政府傾力推動進一步的技術創新,其關鍵詞是“工業4.0”。
“工業4.0”中,互聯網技術發展正在對傳統制造業造成顛覆性、革命性的沖擊。網絡技術的廣泛應用,可以實時感知、監控生產過程中產生的海量數據,實現生產系統的智能分析和決策,使智能生產、網絡協同制造、大規模個性化制造成為生產方式變革的方向。“工業4.0”所描繪的未來的制造業將建立在以互聯網和信息技術為基礎的互動平臺之上,將更多的生產要素更為科學地整合,變得更加自動化、網絡化、智能化,而生產制造個性化、定制化將成為新常態。
自動化只是單純的控制,智能化則是在控制的基礎上,通過物聯網傳感器采集海量生產數據,通過互聯網匯集到云計算數據中心,然后通過信息管理系統對大數據進行分析、挖掘,從而作出正確的決策。這些決策附加給自動化設備的是“智能”,從而提高生產靈活性和資源利用率,增強顧客與商業合作伙伴之間的緊密關聯度,并提升工業生產的商業價值(圖2)。
生產智能化。全球化分工使得各項生產要素加速流動,市場趨勢變化和產品個性化需求對工廠的生產響應時間和柔性化生產能力提出了更高的要求?!肮I4.0”時代,生產智能化通過基于信息化的機械、知識、管理和技能等多種要素的有機結合,從著手生產制造之前,就按照交貨期、生產數量、優先級、工廠現有資源(人員、設備、物料)的有限生產能力,自動制訂出科學的生產計劃。從而,提高生產效率,實現生產成本的大幅下降,同時實現產品多樣性、縮短新產品開發周期,最終實現工廠運營的全面優化變革。
傳統制造業時代,材料、能源和信息是工廠生產的三個要素(圖3)。傳統制造業發展的歷史,就是工廠利用材料、能源和信息進行物質生產的歷史。材料、能源和信息領域的任何技術革命,必然導致生產方式的革命和生產力的飛躍發展。但是,隨著移動互聯網和云計算、大數據技術的發展,計算機到智能手機等移動終端的演進,越來越多功能強大的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備之間的互聯。由此衍生出物聯網、服務互聯網和數據網,推動著物理世界和信息世界以信息物理系統(CPS)的方式相融合。也可以說,是這種技術進步使得制造業領域實現了資源、信息、物品、設備和人的互通互聯。
通過互通互聯,云計算、大數據這些新的互聯網技術,和以前的自動化的技術結合在一起,生產工序實現縱向系統上的融合,生產設備和設備之間,工人與設備之間的合作,把整個工廠內部的要素聯結起來,形成信息物理系統,互相之間可以合作、可以響應,能夠開展個性化的生產制造,可以調整產品的生產率,還可以調整利用資源的多少、大小,采用最節約資源的方式。
“工業4.0”時代,在智能工廠中,CRM(Customer Relationship Management,客戶關系管理)、PDM(Product Data Management,產品數據管理)、SCM(Supply chain management,供應鏈管理)等軟件管理系統可能都將互聯。屆時,接到顧客訂單后的一瞬間,工廠就會立即自動地向原材料供應商采購。原材料到貨后,將被賦予數據,“這是給某某客戶生產的某某產品的某某工藝中的原材料”,使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產過程中,原材料一旦被錯誤配送到其他生產線,它就會通過與生產設備開展“對話”,返回屬于自己的正確的生產線;如果生產機器之間的原材料不夠用,生產機器也可以向訂單系統進行“交涉”,來增加原材料數量;最終,即便是原材料嵌入到產品內之后,由于它還保存著路徑流程信息,將會很容易實現追蹤溯源(圖4)。
設備智能化。在未來的智能工廠,每個生產環節清晰可見、高度透明,整個車間有序且高效地運轉?!肮I4.0”中,自動化設備在原有的控制功能基礎上,附加一定的新功能,就可以實現產品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節能性等智能化要求。這些為生產設備添加的新功能是指通過為生產線配置眾多傳感器,讓設備具有感知能力,將所感知的信息通過無線網絡傳送到云計算數據中心,通過大數據分析決策進一步使得自動化設備具有自律管理的智能功能,從而實現設備智能化。
“工業4.0”中,在生產線、生產設備中配備的傳感器,能夠實時抓取數據,然后經過無線通信連接互聯網傳輸數據,對生產本身進行實時的監控。設備傳感和控制層的數據與企業信息系統融合形成了信息物理系統(CPS),使得生產大數據傳到云計算數據中心進行存儲、分析,形成決策并反過來指導設備運轉。設備的智能化直接決定了“工業4.0”所要求的智能生產水平。
能源管理智能化。近年來,環境和節能減排已成為制造業最重視的課題之一。許多制造業企業都已經開始應用信息技術,對生產能耗進行管理,以最具經濟效益的方式,部署工業節能減排與綜合利用的智能化系統架構,從資源、原材料、研發設計、生產制造到廢棄物回收再利用處理,形成綠色產品生命周期管理的循環。
供應鏈管理智能化。在傳統的制造業生產模式中,無論是工廠還是供應商,都需要為制造業的零部件或原材料的庫存付出一定的成本支出,由于供應商和工廠之間的信息不對稱和非自動的信息交換,生產的模式只能采用按計劃或按庫存生產的模式,靈活性和效率受到了約束。
“工業4.0”時代,復雜的制造系統在一定程度上也加速了產業組織結構的轉型。傳統的大型企業集團掌控的供應鏈主導型將向產業生態型演變,平臺技術以及平臺型企業將在產業生態中的展現出更多的作用。因此,企業競爭戰略的重點將不再是做大規模,而將是智能化的供應鏈管理,在不斷變化的動態環境中獲得和保持動態的供需協調能力。
供應鏈管理智能化將統一工廠的零部件庫存和供應商的生產流程,從而保證工廠的零部件庫存的最小化,降低庫存帶來的風險,降低生產成本。供應鏈管理智能化要求企業間的信息采用基于事件驅動的方式交換信息,信息的交換是實時的,并且對方同樣可以做出實時的反應,供應鏈上不同企業的運作效率與在同一個企業中不同部門的運作一樣敏捷,具有滿足不斷變化的需求的適應性。供應鏈管理智能化將為供應鏈上的企業帶來更大的利益,供應鏈上各個企業的協同制造將為降低制造成本、物流成本,縮短制造周期,提供更好的服務和有力的保障。
實現上述四個智能化體現了“工業4.0”的宏大愿景?!肮I4.0”認為實現上述四個智能化其實是一個簡單的概念:將大量的有關人、信息管理系統、自動化生產設備等物體融入到信息物理系統(CPS)中,在制造系統中,利用產生的數據為企業服務,協同企業的生產和運營。
智能制造的內涵
無論是德國的“工業4.0”,還是美國的“工業互聯網”,其實質與我國工業和信息化部推廣的“兩化融合”戰略大同小異。某種程度上說,以智能制造為代表的新一輪工業革命或許對于我國制造業是一個很好的機會,也可能是我國制造業轉型升級的一個重要機遇。
工廠內實現“信息物理系統”。德國“工業4.0”其實就是基于信息物理系統(CPS)實現智能工廠,最終實現的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國國家基金委員會在2006年提出,被認為有望成為繼計算機、互聯網之后世界信息技術的第三次浪潮。
CSP是融合技術,包括計算、通信以及控制(傳感器、執行器等)。中國科學院何積豐院士指出:“CPS,從廣義上理解,就是一個在環境感知的基礎上,深度融合了計算、通信和控制能力的可控可信可擴展的網絡化物理設備系統,它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環實現深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能,以安全、可靠、高效和實時的方式監測或者控制一個物理實體。CPS的最終目標是實現信息世界和物理世界的完全融合,構建一個可控、可信、可擴展并且安全高效的CPS網絡,并最終從根本上改變人類構建工程物理系統的方式?!?/p>
目前所說的制造業信息化,首先強調的是CAD(Computer Aided Design,計算機輔助設計)、CAM (Computer Aided Manufacturing,計算機輔助制造)等工業軟件和PPS(生產計劃控制系統)、PLM(產品生命周期管理)等信息化管理系統。主要應用于由上而下的集中式中央控制系統。
而信息物理系統(CPS)則通過物體、數據以及服務等的無縫連接,實現了生產工藝與信息系統融合,形成了智能工廠。物聯網和服務互聯網分別位于智能工廠的三層信息技術基礎架構的底層和頂層。最頂層中,與生產計劃、物流、能耗和經營管理相關的ERP、SCM、CRM等,和產品設計、技術相關的PLM處在最上層,與服務互聯網緊緊相連。中間一層,通過CPS物理信息系統實現生產設備和生產線控制、調度等相關功能,從智能物料供應,到智能產品的產出,貫通整個產品生命周期管理。最底層則通過物聯網技術實現控制、執行、傳感,實現智能生產(圖5)。
智能工廠的產品、資源及處理過程因CPS的存在,將具有非常高水平的實時性,同時在資源、成本節約中也頗具優勢。智能工廠將按照重視可持續性的服務中心的業務來設計。因此,靈活性、自適應以及機械學習能力等特征,甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設備將實現高級自動化,主要是由基于自動觀察生產過程的CPS的生產系統的靈活網絡來實現的。通過可實時應對的靈活的生產系統,能夠實現生產工程的徹底優化。同時,生產優勢不僅僅是在特定生產條件下一次性體現,也可以實現多家工廠、多個生產單元所形成的世界級網絡的最優化。
工廠間實現“互聯制造”。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及,制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面,要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息,及時對市場需求做出快速反應;另一方面,要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享,合理利用各種資源。
互聯制造能夠快速響應市場變化,通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源,在提高產品質量的同時,減少產品投放市場所需的時間,增加市場份額;能夠分擔基礎設施建設費用、設備投資費用等,減少經營風險。通過互聯網實現企業內部、外部的協同設計、協同制造和協同管理,實現商業的顛覆和重構。通過網絡協同制造,消費者、經銷商、工廠、供應鏈等各個環節可利用互聯網技術全流程參與。傳統制造業的模式是以產品為中心,而未來制造業通過與用戶互動,根據用戶的個性化需求,然后開始部署產品的設計與生產制造。
另外,作為一個未來的潮流,工廠將通過互聯網,實現內、外服務的網絡化,向著互聯工廠的趨勢發展。隨之而來,采集并分析生產車間的各種信息向消費者反饋,從工廠采集的信息作為大數據經過解析,能夠開拓更多的、新的商業機會。經由硬件從車間采集的海量數據如何處理,也將在很大程度上決定服務、解決方案的價值。
過去的制造業只是一個環節,但隨著互聯網進一步向制造業環節滲透,網絡協同制造已經開始出現。制造業的模式將隨之發生巨大變化,它會打破傳統工業生產的生命周期,從原材料的采購開始,到產品的設計、研發、生產制造、市場營銷、售后服務等各個環節構成了閉環,徹底改變制造業以往僅是一個環節的生產模式。在網絡協同制造的閉環中,用戶、設計師、供應商、分銷商等角色都會發生改變。與之相伴而生,傳統價值鏈也將不可避免的出現破碎與重構。
工廠外實現“數據制造”。滿足消費者個性化需求,一方面需要制造業企業能夠生產或提供符合消費者個性偏好的產品或服務,一方面需要互聯網提供消費者的個性化定制需求。由于消費者人數眾多,每個人的需求不同,導致需求的具體信息也不同,加上需求的不斷變化,就構成了產品需求的大數據。消費者與制造業企業之間的交互和交易行為也將產生大量數據,挖掘和分析這些消費者動態數據,能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計等創新活動中,為產品創新作出貢獻。
因此,大數據將構成制造業智能化的一個基礎。大數據在制造業大規模定制中的應用除了圍繞定制平臺這一核心之外,還包括數據采集、數據管理、訂單管理、智能化制造等。定制數據達到一定的數量級,就可以實現大數據應用,通過對大數據的挖掘,實現流行預測、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等更多的應用(圖6)。同時,大數據能夠幫助制造業企業提升營銷的針對性,降低物流和庫存的成本,減少生產資源投入的風險。
“數據制造”時代,互聯網技術將全面嵌入到工業體系之中,將打破傳統的生產流程、生產模式和管理方式。生產制造過程與業務管理系統的深度集成,將實現對生產要素的高度靈活配置,實現大規模定制生產。從而,將有力推動傳統制造業加快轉型升級的步伐。毫無疑問,“數據制造”將會改變制造業思維,給制造業帶來更多的靈活性和想象空間,也或將顛覆制造業的游戲規則。
對我國的啟示
沒有強大的制造業,一個國家將無法實現經濟快速、健康、穩定的發展,勞動就業問題將日趨突顯,人民生活難以普遍提高,國家穩定和安全將受到威脅,信息化、現代化將失去堅實基礎。改革開放以來的30多年中,中國經濟經歷了接近10%的高速增長階段,而制造業是我國經濟高速增長的引擎。目前,我國尚處于工業化進程的中后期,制造業創造了GDP總量的三分之一,貢獻了出口總額的90%,未來幾十年制造業仍將是我國經濟的支柱產業。
重新定義“智能制造”的關鍵詞。進入21世紀以來,制造業面臨著全球產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是2008年金融危機之后,世界各國為了尋找促進經濟增長的新出路,開始重新重視制造業,歐盟整體上開始加大制造業科技創新扶持力度;美國于2011年提出“先進制造業伙伴計劃”,旨在增加就業機會,實現美國經濟的持續強勁增長。美國國家科學技術委員會于2012年2月正式了《先進制造業國家戰略計劃》,德國于2013年4月推出《工業4.0戰略》。我們應該通過比較研究《美國先進制造業國家戰略計劃》《德國工業4.0戰略》等資料中的先進制造業關鍵詞,進而來定義未來制造業的發展方向(圖7)。
一是軟性制造。大規模制造時代,傳統的制造環節利潤空間越來越受到擠壓。所以,從發達國家發展先進制造業的戰略規劃中均可以看到,制造業的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務、解決方案等無形資產轉移。相對于傳統制造業,如今的制造業是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對硬件造成極大影響。同時,與以往的硬件商品所不同,目前的制造業中,對商品附屬的服務或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。
所謂軟性制造,就是增加產品附加價值、拓展更多、更豐富的服務與解決方案。因為相對于硬件,產品內置的軟件、附帶的服務或者解決方案通常是軟性和無形的,都是“看不見”的事物,所以稱之為軟性制造。
軟性制造不再將“硬件”生產視為制造業,而認為“軟件”在制造業中不斷發揮主導作用,商品產生的服務或解決方案將對制造業的價值產生巨大影響。所以,未來的制造業需要放棄傳統的“硬件式”的思維模式,而要從軟件、服務產生附加值的角度去發展制造業。軟件、服務在整個制造業價值鏈中所占的比重將越來越大,呈現顯著的增長趨勢。未來制造業企業向顧客提供的不再是單純的產品,而是各種應用軟件與服務形態集成于一體的整體解決方案。
二是從“物理”到“信息”的趨勢。以往,每當提及制造業,恐怕都認為是各種零部件構成硬件產品的核心。隨著封裝化、數字化的發展,零部件生產加工技術加速向新興市場國家轉移,這樣,零部件本身的利潤就難以維系。因此,發達國家制造業開始更加注重通過組裝零部件進行封裝化,將部分功能模塊化,將系列功能系統化,來提升附加價值。
模塊化是將標準化的零部件進行組裝,以此來設計產品。從而能夠快速響應市場的多樣化需求,滿足消費者的各項差異化需求。以往,在產品生產過程中,需要付出很多時間和成本,如果將復雜化的產品通過幾個模塊進行組裝,就能夠同時解決多樣化和效率化的問題。
但是,模塊化本身不過是產品的一項功能,未來制造業將更加重視在通過模塊化和封裝化的基礎上進行系統化,拓展新的應用與服務。如果以系統化為主導,就能相對于“物理”意義上的零部件,獲取更多的帶有“信息”功能的附加價值。相反,如果不掌控系統的主導權,無論研發出的零部件的質量和功能多么好,也難以成為市場價格的主導者。
三是從“群體”到“個體”的趨勢。在發達國家,以規?;癁閷ο蟮牧慨a制造業將生產基地轉移至新興市場國家,以定制化為重點的多種類小批量制造業漸漸成為主流。同時,消費者本身也將有能力將自己的需求付諸生產制造。也就是說,“大規模定制”隨著以3D打印為代表的數字化和信息技術的普及帶來的技術革新,將制造業的進入門檻降至最低,不具備工廠與生產設備的個人也能很容易地參與到制造業之中。制造業進入門檻的降低,也意味著一些意想不到的企業或個人將參與到制造業,從而有可能帶來商業模式的巨大變化。
“個性化”首先是美國大力推進的。在美國的文化背景下,個性要比組織色彩強烈。制造業的“個性化”趨勢不僅僅是美國制造業回歸,還將帶動舊金山等大城市制造業的興盛,一些專注于通過信息技術使得生產工程高效化、專業性的小規模手工制作的制造業將在市區內盛行,它們根據消費者的需求進行柔性的定制化服務,憑借獨特的設計,與大量生產形成差異化競爭。
四是互聯制造。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及,制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面,要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息,及時對市場需求做出快速反應;另一方面,要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享,合理利用各種資源。
互聯制造能夠快速響應市場變化,通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源,提高產品質量,減少產品投放市場所需的時間,增加市場份額。另外,作為一個未來的潮流,工廠將通過互聯網,實現內、外服務的網絡化,向著互聯工廠的趨勢發展。
美國因為有Google、Apple、IBM等IT巨頭和無數的IT企業,所以在大數據應用上較為積極,非常重視對社會帶來新的價值。Google不斷將制造業企業收購至麾下,就是希望掌握主導權。同時,作為美國大型制造業企業的一個代表,GE公司也開始加強數據分析和軟件開發,從車間采集數據,進行解析,提供解決方案,開拓新的商業機會。德國將“工業4.0”視為國家戰略,將工廠智能化視為國家方針。通過信息技術,最大限度的發揮工廠本身的能力(表1)。
把“兩化”深度融合作為主要著力點。工業和信息化部成立以來,一直致力于推進“兩化融合”工作,通過信息化的融合與滲透,對傳統制造業產生革命性影響?!肮I4.0”本質上是由信息技術引發的,與我國的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來制造業中,我們應該將“兩化深度融合”作為主要著力點,進一步繼續加快推進信息化、自動化和智能化。
首先,研究部署信息物理系統(CPS)平臺,實現“智能工廠”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業發展的新趨勢,智能設備和生產手段在未來必將廣泛替代傳統的生產方式。而信息物理系統(CPS)將改變人類與物理世界的交互方式,使得未來制造業中的物質生產力與能源、材料和信息三種資源高度融合,為實現“智能工廠”和“智能制造”提供有效的保障。美國、德國等世界工業強國都高度重視信息物理系統的構建,加強戰略性、前瞻性的部署,并已然取得了積極的研究進展。而我國目前的制造業發展仍然以簡單地擴大再生產為主要途徑,迫切需要通過智能生產、智能設備和“工業4.0”理念來改造和提升傳統制造業。
其次,推動制造業向智能化發展轉型的同時,同步推動制造業的模式和業態的革新。主要體現在,從大規模批量生產向大規模定制生產的革新、從生產型制造向服務型制造的革新、從集團式全能型生產向網絡式協同制造的革新、從兩化融合向工業互聯網的革新。
提升制度創新和管理變革能力。“智能制造”時代,平臺型企業、網絡化組織、開放式創新、大規模定制、社會化生產等行為將更加普遍。所以,生產者與消費者的互動將更加緊密,中小企業的作用將更加突出,對市場需求的快速反應將更加重要……這些變化都要求適時、適度的制度創新和管理變革能力,對我國相對薄弱的制度創新和管理變革能力構成現實性的挑戰。
篇10
關鍵詞:互聯網經濟;產業轉型;傳統經濟
一、引言
互聯網經濟在當今時代所造成的影響非常深遠,由于其本身對于市場的廣泛需求,導致互聯網經濟以一種空前的發展速度進行跨越式發展,對世界各國的經濟造成極為嚴重的影響?;ヂ摼W經濟屬于互聯網和傳統產業經濟的有機結合,借助互聯網來實現行業之間的信息交換的形式,由此來真正促使傳統產業能夠向著互聯網的趨勢發展,最終據此創造出更多的新興類產業。如今互聯網的發展形式已經真正滲入到了社會生活當中的各個方面,對于多數傳統產業起到了極為重要的改造作用,極大的促進了產業轉型升級,不斷的增強了其經濟發展的源動力。當前我國處在一個產業轉型升級的發展變革階段,因此必須針對互聯網經濟的發展進行深入分析,這樣才能為我國產業轉型升級提供有效的建議,
二、互聯網經濟概述
對于互聯網經濟的深入理解,需要辨明其和網絡經濟之間的關系,而網絡經濟本身也被成為網絡產業經濟,主要是由具備網絡化特征的產業類型組合而成。組成網絡經濟的產業類型具體包含了電力、電信、交通、計算機軟硬件以及互聯網等等。學者經研究認為網絡產業明顯和其他產生存在顯著的區別及特點,其具有顯著的兼容性、互補性、消費外部性、標準性及成本轉換和生產規模經濟性等多方面特點。隨著當今互聯網在社會經濟當中發揮出了越來越顯著的作用,人們真正開始直接從互聯網的發展角度來對網絡進行深刻理解,而這一角度也被稱為互聯網經濟角度。而從產業經濟學的角度來分析,網絡經濟實際是以一種相比互聯網經濟更為廣泛的概念,因為結合網絡經濟能夠深刻理解互聯網經濟本身所掩蓋的全新社會經濟發展形態及其所具備的特征及特點。
三、互聯網經濟與我國傳統產業經濟對比分析
1.互聯網經濟與傳統工業經濟對比
當前我國正處于工業發展時代的中后期階段,正是互聯網時代蓬勃發展的時期。其中互聯網經濟的發展充分表現出了和傳統工業經濟發展間的顯著差異性,具體表現為以下幾個方面:
(1)市場需求,在當今傳統工業經濟背景下,所提出的需求主要是同質性需求類型,也是針對某種商品實施排浪式、大規模的消費形式。然而在當今互聯網經濟背景下,開始逐漸形成了多樣化、個性化的消費形式,這種形式迅速演變為消費的主流形式,并直接表現出了更為明顯的異質性特點。
(2)市場范圍,在以往傳統的工業發展經濟背景下,在電力、鐵路等領域內的發展有效的促進了跨國家、區域形式的經濟活動類型,并極大的拓展了其市場發展的范圍及廣度。而在互聯網經濟背景下,這種多樣性的需求極大的刺激了多種利基產品的生產及發展,從而真正由此形成長尾市場的發展形式,有效的拓展了其市場發展的深度。
(3)生產方式,以往傳統工業經濟生產主要采取福特式的生產形式,其堅持以標準化、規?;纳a為主要目標,企業借助規?;陌l展經濟來有效的實現其成本的降低。這種生產方式主要通過大規模生產標準化產品來充分滿足其消費者同質化的發展需求,促使企業更加偏向于采取數量、價格競爭的形式來保障自身市場份額。
2.互聯網經濟和產業轉型升級的相關性研究
目前有關互聯網和產業轉型相關的文獻資料均是從信息技術對產業融合促進、及其在經濟發展當中的比重方面的研究。學者王宏偉深入分析了信息產業結構優化作用機制,主要表現為三個方面:(1)信息產業本身具備強烈的產業相關性,并且緊隨信息產業發展促使整個產業結構發生改變。(2)信息技術對于傳統產業的改造過程有效推動了產業結構的優化調整。(3)信息技術應用越來越廣泛,極大的改善了生產要素所需的投入比例、投入量、生產組織方式及經營發展模式等等,真正由此促進了產業結構的優化整合。
學者朱蕾認為信息技術主要是借助信息嵌入及對傳統產業改造來實現其產業融合的過程,這樣能夠極大的促進其產業結構的轉換過程,而所發揮的促進作用主要表現為兩個方面,一是信息化過程,通過信息嵌入和融合的形式促使產業邊界開始模糊化,其產業結構以技術集約化趨勢發展,由此真正促使其實現產業結構高級化的轉變過程。二是借助信息技術的改造過程,促使傳統產業真正實現了產業結構的優化升級,并由此產生明顯的帶動效果。
四、當前我國產業發展現狀及問題
1.產業結構欠缺合理性
具體表現為以下幾個方面:(1)我第二產業發展比重偏高,第三產業發展嚴重不足,國正處在工業化發展的中后期階段當中,社會經濟發展形式主要還是以第二產業為主。自我 國改革開放以來,國內第二產業的發展比重始終維持在40%的范圍,而其中工業在第三產業當中始終占據37%的比重,遠遠超過世界范圍內中等收入國家的水平。其中制造產業比例高達56%,而發達國家內的比重達到了25%-35%的范圍。其中相對而言,零售批發貿易和服務業的比重顯著偏低。直至2013年我國第三產業結構開始優化整合,其產業比例直接超過第二產業比例,然而和世界范圍內其他中等國家相比較,其發展依然稍顯不足。
(2)輕重工業比例失調,我國重工業至今其所占據比重始終保持在72%的范圍,并且此類重工業當中大多數都是以高污染、高排放的形式為主。而在第三產業當中,生產業所占比例相對較低,其主要包含倉儲、運輸、批發及零售等等。其中運輸、倉儲的所占比重均獲得顯著下降,尤以批發和零售業下降程度最為明顯。正是三次產業內部各個行業間的不合理發展,直接導致我國產業結構的整體發展異常緩慢。
2.傳統制造業產能過剩
2013年,我國傳統制造業的產業普通過剩情況嚴重,像鋼鐵、水泥、平板玻璃、船舶等多種行業的產能明顯過剩。有學者經研究認為這主要是由于長期追求GDP增長所致,并且此類存在產能過剩的行業主要是一些高排放、高耗能及高污染的行業類型。比如我國在電力、鋼鐵及水泥等方面的耗能比世界先進性水平平均高出20%左右,而高耗能總的用電量更是直接占據整體工業用電量的80%的范圍。
3.制造產業發展安全問題明顯
長時間以來,我國制造產業均被局限在價值鏈低段的制造加工環節當中,其中所包含的產業鏈明顯較短,主要是以勞動密集型、資本密集型以及技術密集型為主,具備低附加值、低技術含量的特點。學者徐建偉直接指出我國垂直程度最高的制造業具體是辦公及計算機制造;電視、通訊設備制造;電氣設備制造;醫學精密儀器制造等四個方面。這四個方面專業化水平相比國外顯著偏低,因此其產業鏈的高度并不完整,產業的正常發展嚴重依賴中間產品的進口,最終致使其產業結構因為技術的制約而被局限在低端的范圍當中,關鍵產品更是存在受制于人的安全問題。
4.制造水平低,自主創新能力偏弱
我國多數自主產業生產率水平嚴重偏低,并且其中有99%以上的企業嚴重缺乏相應的自主核心研發技術,而相應的高新技術產業增加值在整體國民生產總值當中比重不足15%,其制造行業當中的比重更是不足20%的范圍。近年來我國高技術產品的出口額度以一個持續上升的趨勢進步,其中制成品的出口比例更是直接高過世界平均發展水平。然而此類高技術產品更多都是經由跨國公司在華生產和出口,并非我國企業自主創新研發。
五、互聯網經濟促進產業轉型升級的路徑及建議
1.路徑
具體表現為以下方面:(1)以需求結構的變化帶動生產方式的改變,互聯網經濟背景下,所采取的定制生產的方式直接給產業結構轉型升級提供了強有力的技術支撐。其和傳統工業經濟、互聯網經濟相比,在需求上直接向著同質化、規?;岸鄻踊姆较蜣D變,所進行指導生產的形式也直接從規模化、標準化直接向著多元化、定制化的方向轉變。這種生產方式的轉變直接促使多種標準零部件必須嚴格按照顧客的需求來實施定制化的組裝。所以,定制化生產方式成為化解產能過剩問題的重要方法及途徑。
(2)以降低交易成本來拓展市場范圍,互聯網經濟可直接從市場的深度和廣度兩個方面來實施市場范圍的拓展,從而由此直接為產業結構的轉型和升級奠定堅實的發展基礎。其中,互聯網技術的發展和基礎設施的不斷完善,將極大降低其進行通訊的成本,促使企業內部交流和溝通變得更加方便快捷,這樣極大的拓展了市場發展的廣度,促使全球經濟一體化的進程不斷加速實現。此外,也可借助云計算和大數據技術來更加便捷的獲取其中海量數據,并由此發掘其中潛在價值,這樣才能改善信息不對稱情況,有效拓展其市場發展的深度。
2.建議
具體提出以下幾點建議:(1)加大互聯網經濟發展支持力度,完善產業結構。從互聯網經濟的定義出發,其中電子商務、搜索引擎及網絡通信和軟件產品研發等均屬于互聯網經濟當中的重要組成。因此大力發展互聯網經濟,能夠極大的促進相關行業的快速發展,從而真正有效的提升當前我國第三產業的比例及質量水平。與此同時,3D打印制造、智能設備制造等較為高端的工業均屬于互聯網經濟當中的重要內容,因為此類行業的發展能夠有效的改善我國當前輕重工業比例不合理的情況。
(2)促進互聯網和傳統產業的融合,提升產業發展水平,通過采取新技術深化和對傳統制造業的改造,能夠有效的促進制造業的智能化、綠色化發展,并最終由此解決其產能過剩問題。其中互聯網經濟主要是依靠全新的互聯網技術、信息技術等來實現制造業從高能耗、污染的生產直接轉向綠色、智能的方向轉型,最終由此獲得生產效率及技術水平的有效提升?;ヂ摼W技術的應用及發展,在其產品的生產和設計當中,直接形成了一種以智能機器和人類專家所組合成的人機一體發展系統,其能夠自主進行推斷、分析、構思、判斷及決策等一系列智能行為,極大的促進了產業的現代化轉型。
(3)強化自主創新,促使高端服務業和制造業的良性發展,當前我國深度開展的第三次工業革命就主要以互聯網技術作為其核心支撐技術類型,而此類技術均處于世界范圍內的前沿,真正具備了自主研發、掌控核心科技技術的實力。而通過加強互聯網經濟的發展,能夠對現有的技術優勢實施有效的強化。另外,新技術必須要真正運用到實際當中才能帶來經濟效益,因此在進行技術自主創新的過程中,必須同步加強對技術的應用創新,通過此種形式來開創出一個全新的商業發展模式。而當今迅速的發展互聯網經濟正式技術創新和實踐應用深度融合的結果,整個融合過程極大的提升了制造的水平,并由此產生了全新的高端服務產業,對我國低端鎖定的情況起到了極大的改善效果。
參考文獻:
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